带式输送机平面转弯结构设计需要考虑的问题

输送机简介

由于输送任务、地形、地貌、地质条件与矿山开拓方式的要求，以及建筑物的限制，或者为了提高回收率、保护物料等，输送线路可能不是全部直线布置，一些线路在水平方向上出现不同角度的转弯。传统的平面转弯方式是通过直线输送机的串联接续来实现方向的改变。在带式输送机的转弯处增设强制改向滚筒只适用于输送机较短的厂内输送机上。采用特殊结构的专用输送带也能够实现平面转弯，如平面转弯自然导向托辊组结构、弹性支撑结构、bico-Tec结构和Garland结构等，目前经常使用的是自然导向托辊组结构。经过对国内外带式输送机技术全方位对比，国外公司设计使用的平面转弯输送机曲率半径一般都较大，而国内所采用曲率半径有越来越小的趋势。我们将对自然导向平面转弯带式输送机的机理进行分析，对现有结构特点进行比较，给出转弯半径的划分，提出托辊组结构选择建议。

自然导向平面转弯机理分析

平面转弯带式输送机是指采用平输送带实现平面转弯的特种带式输送机，也可以伴随着平面转弯进行竖向凸凹弧弯曲，构成空间转弯。

带式输送机的运行是通过滚筒与输送带的摩擦传动将驱动能传递到输送带上以克服运行阻力，因而在输送带的纵向存在张力。在此合力作用下，输送带会产生向曲率中心侧偏移的趋势。所以，平面转弯带式输送机自然导向托辊组的结构设计主要是通过托辊的倾斜布置、内曲线抬高和深槽角结构产生离心导向力，以平衡向心合力，或限制其偏移。输送带在转弯运行时，力的正方向为离心方向。离心摩擦力与物料和输送带的重力分布、摩擦因数等因素有关。

转弯结构设计需要考虑的问题

为保证平面转弯带式输送机自由导向的弯曲运行，转弯处的输送带应满足力的平衡、应力和应变的限制和不离开托辊等条件。

1、弯曲处力的平衡条件（输送带偏移限制条件）

实际上，输送带的张力将随着输送物料量的变化，以及输送机的启停过程张力的变化而改变，输送带通常不能完全处于理想的对中位置，而是有一定的偏移量，但偏移量不能超过内侧或外侧的极限位置。因此，当输送带处于内侧或外侧的极限位置时，必须满足相应的条件。

当输送带向内曲线侧偏移时，实际设计应依据输送带各种工况的张力和物料在输送带上的分布情况，计算出极限偏移量，且满足规定要求。目前，国内的一些设计仅考虑具有足够的导向力，以满足曲率半径的要求，没有考虑当导向力过大时会造成输送带向外曲线侧偏移。

2、输送带应力应变的限制条件

在输送带的弯曲段，外侧的输送带伸长量要大于内曲线侧，为保证输送带的寿命，输送带外曲线侧的应力、应变不应超过许用值。另外，由于输送带内外侧的伸长量不同而引起内侧凹陷的程度不能太大。

3、外侧托辊上的输送带不离开托辊

曲率半径过小时，有可能使外侧托辊上的输送带飘起而离开托辊，于是产生附加的向心力，使输送带易于向内跑偏。因此，在设计水平转弯带式输送机时，应保证外侧托辊上的输送带不离开托辊。在一些特殊情况下，特别是企业内部的物料输送，由于受到设施的限制，转弯半径只能达到100m，还更小，因而在满足输送量的情况下，也许不能满足此条件，此时应选用刚度较低的输送带。

在平面转弯带式输送机工程设计中，如何评价转弯半径的大小很重要，但尚无具体评价指标。转弯半径受到输送带宽度、张力、物料和输送带的重力等因素的影响，这里将转弯半径划分为适宜转弯半径、困难转弯半径和不适宜转弯半径三类，并可用输送带内曲线和外曲线之间的宽度与曲率半径的比值进行评价。

（1）适宜转弯半径是指弯曲处力的平衡条件为转弯半径限制的支配条件，即转弯半径3个限制条件中“输送带偏移限制条件”所满足的曲率半径较小，通常k是大于800~1000。

（2）困难转弯半径是指输送带的应力应变的限制条件为转弯半径限制的支配条件，通常宽度与半径比值小于800~1000且大于300~500，此时不宜用于长距离越野输送机。

（3）不适宜转弯半径是指转弯半径不能满足转弯半径3个限制条件的其中任意一个，宽度与半径比值小于 300~500，这种情况仅能用于短距离输送机，且在实际运行中不能保证良好的运行状态。

对自然导向平面转弯带式输送机的转弯机理进行分析，提出了采用输送带内曲线和外曲线之间的宽度与曲率半径的比值来评价转弯半径的大小，按比值和限制条件将转弯半径划分为适宜转弯半径、困难转弯半径和不适宜转弯半径三类。并且提出优先采用3辊托辊组结构，可为今后平面转弯带式输送机的转弯结构设计提供参考与借鉴。